石油・ガス施設は、他の業界ではめったに同時に生じない複数の課題に直面しながら稼働しています。施設は遠隔地に点在し、老朽化したインフラには継続的な対応が必要です。さらに、新入社員が何十年にもわたって蓄積された運用ノウハウを習得するよりも速いペースで、経験豊富な作業員が退職しています。

こうしたプレッシャーにより、業務に不可欠な運用ノウハウが分散してしまうという継続的な課題が生じています。オペレーターはセンサーデータ、保守記録、エンジニアリング図面を持っている場合がありますが、明確な空間的コンテキストがなければ、分散したチームが現場の状況を把握することは難しくなる可能性があります。

デジタルツインはそのギャップを埋めるのに役立ちます。コンプレッサーステーション、バルブサイト、製油所ユニットを寸法精度の高いナビゲート可能な3Dレプリカとして再現し、施設の状況を共通認識するための視覚的な基準を提供します。

本ガイドでは、石油・ガス事業における実用的なデジタルツインのユースケースと、稼働率、安全性、効率性を向上させるためにチームがそれらをどのように活用しているかを探ります。

石油・ガスにおけるデジタルツインの最も一般的な活用事例7つ（実例付き）

石油・ガス分野におけるデジタルツインは、実世界の施設のコンテキストと組み込まれた運用知識を、1つのアクセスしやすい環境に統合します。設計モデルと実際の竣工状態とのギャップを埋め、航空券やヘルメットを用意することなく、分散したチームにアセットの最新ビューを提供します。

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以下の7つのユースケースは、Matterportのデジタルツインが、石油・ガス分野のメンテナンス、インテグリティ、HSE、運用効率において測定可能な成果をもたらす、価値の高い活用例です。

1. 予知保全および状態基準保全

事後保全は、重要インフラの稼働を維持するための最もコストがかかる方法です。遠隔地のコンプレッサーステーションでポンプが予期せず故障した場合、そのコストは修理費にとどまらず、生産の損失や相互接続されたシステム全体に及ぶ連鎖的な遅延にもつながります。石油・ガス施設におけるわずか1時間のダウンタイムのコストは、この2年間で2倍以上に増加し、約50万ドルに達しています。

Matterportのデジタルツインプラットフォームにより、施設資産と機器構成の詳細な視覚的記録が可能になります。寸法と間取り図は自動的にキャプチャーされ、関連する文書をタグ内の該当する場所に添付できます。BIMおよびCADの出力は、より幅広いデジタルトランスフォーメーションの取り組みもサポートします。

この空間基盤により、保守チームは、スマートビルディングシステムが潜在的な保守上の問題を発生する前に検出する予知保全アプローチへ、事後対応的な戦略から移行するために必要なコンテキストが得られます。

IoTセンサーの統合機能や予知分析と組み合わせることで、状態監視データに重要な物理的コンテキストを追加することができます。監視デバイスを3Dモデル内の特定の機器にリンクさせることができるため、オペレーターはセンサーの早期アラートの発生源を正確に把握でき、エンジニアは周囲のインフラストラクチャやアクセス経路を確認することができます。

このアプローチによるポジティブな成果には以下が含まれます：

• ダウンタイムの削減（早期の故障検知による）

• 事後対応型から予知保全型の戦略へと移行することで保守コストを削減

• 機器の信頼性の向上とアセットのライフサイクルの延長

• メンテナンスチームにおけるリソース配分の改善

たとえば、コンプレッサーステーションのポンプに設置された振動センサーが、測定値が正常範囲を外れる傾向を検知してアラートを発する場合があります。信頼性担当エンジニアはデジタルツインを開き、ポンプの位置まで移動して、周囲の配管構成を確認することができます。

デジタルツイン内のアセットに紐付けられた過去の振動データや最近のメンテナンス記録を確認したうえで、最適なシャットダウン期間中に予防保全をスケジュールすることができました。このアプローチにより、生産損失で数十万ドルのコストが発生するはずだった計画外の停止を回避できます。

2. リモート監視および現地調整

石油・ガス事業は本質的に分散しています。1社のミッドストリーム事業者が、数百マイルにわたるパイプライン回廊に分散する数十カ所ものコンプレッサーステーションを管理することもあります。現場技術者、オフィスのエンジニア、外部請負業者の誰もが同じ現場情報にアクセスできる必要があります。拠点間の移動には時間と予算が費やされ、現場チームとオフィスチーム間のコミュニケーションギャップは遅延の原因になります。

デジタルツインにより、すべての関係者が視覚的な共通参照を利用できるようになります。Matterport Cloudは、エンタープライズグレードのセキュリティとアクセス制御を備えた共有可能なモデルをホストするため、チームや請負業者は現地に赴くことなく、現在の状況を確認できます。

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チームは、モデル内の正確な場所に@メンションやファイル添付付きの確認事項とNotesをピン留めすることで、曖昧なメールでの説明を空間情報に基づくコミュニケーションに置き換えることができます。デジタルツイン内でのリモートの現場調整により、以下が可能になります：

• 現場のビジュアルデータへの即時アクセスによる意思決定の迅速化

• 現地訪問の削減とそれに伴う出張コストの削減

• エンジニアリング、運用、保守チーム間におけるコラボレーションの向上

• シフト引継ぎ時のより円滑な調整

例えば、制御室のオペレーターは、最寄りのエンジニアリングオフィスから200マイル離れた遠隔のバルブステーションで圧力異常に気づくかもしれません。調査のために作業員を派遣するのではなく、運用エンジニアはデジタルツイン内で問題を確認できます。

センサーデータや予備評価を伴う特定のアセットにTagやNoteを添付し、現場の技術者とバーチャルモデルを共有することができます。両者で対応方法を確認することで、技術者は適切な交換部品を持参し、通常なら2～3回の訪問が必要になるところを、1回の訪問で問題を解決できます。

3. アセットの健全性と点検

石油・ガス施設は、あらゆる産業の中でも特に厳しい規制環境に直面しています。配管システム、圧力容器、貯蔵タンク、構造用鋼材にはすべて、文書化された検査履歴が必要であり、それらの記録は最新かつ追跡可能で、特定の資産に紐付けられている必要があります。

コンテキストが失われる分散システムに検査データが存在する場合、インテグリティプログラムを監査対応の万全な状態に維持するのは困難です。デジタルツインは、インテグリティチームにプログラム用の空間的な基盤を提供します。TagsやNotesを使用することで、検査写真、肉厚測定値、腐食レポートを、その指摘事項が記録された場所に直接添付することができます。

時間の経過とともに、モデルはあらゆる点検、あらゆる発見事項、あらゆる修繕アクションの検索可能な記録となり、以下をサポートします：

• コンプライアンス態勢の強化とリスク管理

• ビジュアル文書作成による見落としの削減

• より迅速な監査準備（空間的に整理された記録による）

• 調整の改善（検査チームとエンジニアリング間）

たとえば、定期的な健全性検査中に、チームがパイプラインのサポートブラケットに腐食を発見したとします。エンジニアは、デジタルツイン内のその場所に直接添付されたコンテキストタグを使用することで、腐食の重症度をリモートで評価し、同じ場所に保存されている過去の検査データと比較して、リスクに基づいて修復の優先順位を付けることができます。後から監査人が文書を要求した場合でも、チームはデジタルツイン内にある完全な検査履歴に即座にアクセスできます。

4. ターンアラウンドとブラウンフィールド改修

定期修理（TAR）やブラウンフィールドの改修作業には、スケジュールや予算を容易に狂わせる計画上の課題が伴います。予期せぬ現場の状況は、施工中に高コストを生む想定外の事態を引き起こします。不正確な測定は、この問題をさらに悪化させます。汚染現場による安全上のリスクは、問題をさらに複雑化させます。

デジタルツイン内でのバーチャルウォークスルーは、プロジェクト関係者におけるワークパックの精度を向上させ、危険が伴う可能性のある現場への不要な訪問を削減します。チームは寸法精度が高いデジタルツインを活用して、計画的な操業停止や改修に伴う運用上の影響の詳しい検討を含めた製油所のターンアラウンド計画を行うことができます。計画担当者は自動計測を活用して、クリアランスや機器の搬出経路をリモートで評価し、操業停止が始まる前に干渉の可能性を特定できます。

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事前準備によって現場での想定外の事態を減らし、以下の効果によって定期修理を予定された期間内に完了しやすくなります：

• シャットダウン期間やTAR（定期修理）期間の短縮

• 正確な事前計画による現場での計画逸脱の削減

• 作業員にとっての現場での想定外の事態の削減

• 危険エリアでの滞在時間を最小限に抑えることで安全性を向上

例えば、今度の定期修理中に熱交換器の交換を計画している製油所チームが、デジタルツイン内で撤去経路を測定したところ、足場が計画ルートを塞いでしまうことを発見する場合があります。これにより、操業停止前に搬出経路を変更し、機器を適切に配置することが可能になります。作業実施時には、遅延や手直し作業を発生させることなく熱交換器を撤去できるため、手直しにかかる日数を削減し、定期修理を予算内に収めることができます。

5. 安全トレーニングと緊急時への備え

石油・ガス施設には、従来の安全トレーニングでは効果的な対策が難しい危険が集中しています。こうした環境が特に危険である要因には、次のようなものがあります。

• 密集して混雑した施設では視界が限られており、配管や容器、または狭小空間により避難経路が複雑化します。

• 有害物質の漏洩有害物質が漏洩した場合の影響が甚大であり、迅速かつ連携の取れた対応が求められる。

• 緊急対応要員が現場のレイアウトを把握していない可能性がある、遠隔地や孤立した場所にある施設

• 複雑な避難および集合の調整（複数の避難経路および集合場所があるため）。

文書による手順や座学だけでは、高リスクなシナリオに対して常に十分であるとは限りません。動きを身体で覚え、空間認識力を身につけるには、実際の環境を目で確認し、その中を移動する必要があります。

3Dデジタルツインにより、社内チームと外部の緊急対応要員の両方が緊急時対応計画の没入型トレーニングを行えるようになります。バーチャルウォークスルーを使用すると、担当者は避難経路の歩行や集合場所の事前確認を通じて、施設に慣れることができます。

チームは、救助機器、安全装備、救急用品など、人命保護に不可欠な設備や備品にモデル上で直接タグを付け、必要なときにすぐにアクセスできる視覚的な参照を作成することもできます。安全教育と文書化されたプロトコルの効率化により、次のようなメリットがもたらされます。

• 適切な備えによるインシデントの削減

• 緊急対応時間の短縮

• 外部の対応者との連携の向上

• リスクの低減（訓練やトレーニング演習時）

たとえば、ある施設では火災を想定した緊急避難訓練を実施する場合があります。チームを実際の施設内に案内する代わりに（業務の支障となり、リスクを伴うため）、トレーニング担当者はデジタルツインを使用して避難の予行演習を行うことができます。参加者は混雑した空間内を移動し、メインの経路が塞がれている場合に代替の避難経路を確認し、集合場所を特定しながら、モデル内にタグ付けされた実際の危険箇所について話し合います。

RemSenseは、エネルギープラントや鉱山でのリモートトレーニング、検査、危険分析にMatterportのデジタルツインを活用しています。

6. サステナビリティとパフォーマンスの最適化

石油・ガス業界は、規制当局や投資家の双方から環境負荷を軽減するようますます圧力を受けています。IEAのネットゼロシナリオでは、石油・ガス事業の排出強度を2030年までに50％削減することが求められています。

デジタルツインは、空間利用とエネルギー消費を最適化するシナリオモデリングの空間的基盤として機能します。エンジニアは、運用データと空間コンテキストを組み合わせることで、不必要なポンプ稼働を強いる機器レイアウトや、利用頻度の低いエリアでエネルギーを無駄にする換気システムなどの非効率性を特定できます。

3Dデジタルツインを通じた現地へのリモートアクセスも、現地への移動を削減することでESG目標を直接的にサポートします。海上プラットフォームへのヘリコプターの往復や、遠隔地のコンプレッサーステーションへのトラックの出動を減らすことで、炭素排出量を削減できます。その他のメリット：

• 無駄や非効率性の特定によるリソースの最適化

• サステナビリティ報告要件との整合性の向上

• 省エネプロジェクトにおけるデータ主導の意思決定

例えば、運用チームがガス処理施設で想定以上のエネルギー消費に気付いた場合、エネルギー使用データをデジタルツイン上に重ね合わせて表示できます。これにより、熱負荷が低いエリアで複数の冷却システムが同時に稼働しているような、冗長性の問題を特定するのに役立ちます。

7. 運用知識の保持

石油・ガス施設では、個人の知識への依存が共通の課題となっています。50％を超える石油・ガスの専門家が今後5～10年で退職する予定であり、一方で契約業者の入れ替わりが絶えず知識のギャップを生み出し、運用の継続性を脅かしています。

3Dデジタルツインは、組織が業務上の標準やノウハウを継承するのに役立ちます。重要な運用知識をモデル内の特定の場所やアセットに関連付けることができます。これには、標準作業手順、危険認識情報、既知の設備問題が含まれます。ベテラン技術者の記憶に頼る代わりに、知識はデジタルツインに直接文書化され、次の人が見つけることができます。

組み込まれたコンテキストにより、新しいチームも迅速かつ一定の水準で業務に習熟できます。学習期間を短縮し、エラーを最小限に抑えることで、以下をもたらします：

• 新入社員や請負業者のより迅速なオンボーディング

• 文書化されたベストプラクティスにより手順上のエラーを低減

• より良いシフト引き継ぎ（視覚的コンテキストの活用）

• 危険意識を維持することによるより安全な作業

たとえば、同じコンプレッサーステーションを25年間メンテナンスしてきたベテラン技術者が退職すると、癖や回避策に関するかけがえのないナレッジも失われてしまいます。退職する前に、運用マネージャーと一緒にデジタルツインを確認しながら、どのバルブが寒い日に固着するのか、どのガスケット素材が早めに劣化するのか、どの圧力計が5 PSI低く表示されるのかといった経験から得た現場固有のノウハウを機器に紐付けて記録することができます。新任の技術者は、業務開始後の最初の数か月間にこれらのメモを参照することで、ミスを防ぎ、書面のマニュアルだけの場合よりも迅速に能力を高めることができます。

現場からコントロールルームまでデジタルツインを実運用に活用

Matterportのデジタルツインは、川上、川中、川下のすべての施設で使用でき、専門知識の継承、安全性の向上、効率性の改善に役立ちます。このテクノロジーは個々のアセットから施設全体にまで拡張可能で、日常の業務から長期的な戦略計画に至るまであらゆる作業をサポートします。

導入に着手する組織では、最も効果の高い機会に焦点を当てたパイロットプログラムから始めることができます。これらには以下が含まれます：

• 高リスクアセット：安全上のリスクが最も高い、またはダウンタイムの費用が最も高額なコンプレッサーステーション、坑口施設、製油所ユニットは、可視性と文書化の改善による最も早いROIをもたらします。

• ナレッジキャプチャーの機会：主要な担当者の退職が近づいている施設では、知識が失われる前に定着させることが急務となっています。

Matterportのデジタルツインプラットフォームを使用すると、Pro3カメラやプロのCapture Servicesを使って、施設を簡単にキャプチャーできます。LiDAR搭載ハードウェアにより、屋内および屋外の空間をセンチメートルレベルの精度でスキャンできます。

1つのステーションから始める場合でも、100のステーションから始める場合でも、基盤となるのは同じです。物理的な資産をデジタル上で利用できるようにする、正確で共有可能、かつナビゲーション可能な施設ビューです。